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[摘 要]逆向工程是一种先进的制造工艺，主要是使用三维数字化测量仪器，针对实物数据进行曲面建构，然后转入到数控加工系统中将实物样品制作出来。目前这一技术已经与3D技术相融合，被广泛的应用于飞机制造业当中。本论文针对逆向工程在飞机制造业种的应用进行探究。
[关键词]逆向工程；飞机制造业；创新
中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0243-01
在制造业中，逆向工程是较为常用的方法。这种方法的应用不但会提高产品质量，而且还能够加快生产进度，因此而形成了属于自身产品需求的设计制造体系。在开展数字化技术制造以前，飞机零件模具制造普遍以样板作为制造依据，依赖于简单的机械加工，甚至于采用手工方式来完成，不但工作效率低，而且产品的质量也很差。本单位早期机型的模具也主要就是采用这种简单的方法制造的。鉴于早期机型的飞机因没有数字化模型而无法采用数控加工的手段，采用逆向工程方法则可以完美地解决这一问题。
一、逆向工程技术在飞机制造业中的应用价值
信息技术的发展，数字化技术被广泛地应用于制造业当中，采用数控加工的方法进行模具加工，提高了工作效率，而且产品的质量也有所提高。然而早期机型的飞机并不会因为现代化技术的存在而遭到淘汰，但是从技术加工手段上而言，该模具在常规性检测、返修和复制的过程中，如果依然维持传统的加工手段，显然会造成人财物的浪费，也与目前制造手段格格不入。采用逆向工程技术，可以利用三维坐标数字化测量仪器测量样品准确地测量，以数据点集的形式获取三维坐标数据，经过处理后拟合成为曲面。
采用逆向工程技术的优势在于，针对没有涉及图纸的早期机型的飞机，可以采用三维坐标数字化测量仪器对于该样品模型生成三维数据，并构成曲面。经过编辑修改之后，可以将其传送到绘图软件系统当中。目前较为常用的绘图软件为CAD软件，当所构建的飞机三维图像曲面被传送到该绘图平台上之后，就可以生成为机械加工用图，在传统的机床上就可以将产品需要的零件加工出来。
二、逆向工程中需要完成工作内容
逆向工程技术是对于实物的数据化研究，并对于其进行曲面重构的过程。简而言之，就是从实物样品的表面获取数据，并将其转换为CAD模型。在数据处理上，被测样品所体现出来的曲面特点不同，就需要采用不同的方法进行曲面重构。但是从普遍意义上而言，逆向工程都要经历数据采集、数据格式化处理和曲面技术处理几个环节。其中，数据采集环节是实现样品表面数字化的过程，要从样品表面获取数据信息，就要选择适当的测量设备。经数据点集相互连接，构成三角网络化模式之后，就会形成样品表面的数据点集局部。如果数据点集过于密集，就需要进行技术化处理，剔除多余的数据点。工程样件的构成分为多张曲面，那么就可以对于样件进行分块处理。对于点集数据中可以形成曲面边界的部分进行分块处理以形成单张曲面或者是多张曲面，这就需要经历曲面拟合的环节。间隙数据和噪声数据的存在，加之点集数据中所存在的算法上的误差，往往会使样品模型不会符合我们所与其的均匀度。那么对于该模型还需要进行曲面光顾处理。
早期机型的模具进行研究，采用逆向工程技术可以实现样品表面的曲面重构。基于逆向工程以研究自由而规则曲面样件，对于规则曲面样品，具有一定复杂性的CAD模型，可以进行重构。即便是高级曲面，其存在着一定的自由度，在进行功能性分解之后，根据需要重构，可以获得令人满意的研究结果。
三、利用逆向工程技术解决老旧机型模具复制
采用逆向工程技术解决老旧机型模具复制堪为是一次尝试。该项模具为木质模具，是飞机玻璃成型的时候所使用的蒸压保型模具。逆向工程技术可以依据木质模具进行复制，设计成为符合现代技术要求的铝铸件。
（一）老旧机型模具复制中所存在的问题
将工艺方案诉诸于具体操作中，对于老旧机型模具的复制，是依据木质模具复制为一套非金属阴模，并以此为基础，经过模具钳工的打磨研修，完成铸件的加工。然而当对于加工完成的铸件进行常规检测的时候，发现铸件变形的幅度非常大，而且在铸件的内部出现了非常多的气孔，无法满足使用要求。这个加工而成的铸件成为了废品。考虑到材料选择上的因素，经过与设计人员协商，尝试使用铝质预拉伸板作为基础材料加工铸件。但是从工艺的角度而言，采用手工加工的方法将一块平板修成一套曲率非常复杂的模具，即便是使用机械加工的方式将部分余量去除掉，其程序也是非常复杂的，而且很难达到合格标准。
（二）利用逆向工程技术复制老旧机型模具
对于老旧机型模具进行复制的过程中，为了使加工形成的铸件符合使用标准，要对于模具型面反复地试冲，并不断地修改行业完善。对于合格的模具，要做出与其对应的数字化模型，并生成加工程序，在降低模具制造的投资成本的同时，还要提高了模具的生产效率。
要复制老旧机型模具，技术人员提出了逆向工程技术结合CAD/CAM系统，并使用三坐标测量机实测，再利用三维设计软件进行建模和编程。具体操作如下。
由于木质材料模具表面较软且含有裂纹，于是利用非金属阴模进行实测，点距20毫米，如图1所示为实测曲面和刻线的点云模型，导入三维设计软件进行处理。
生产曲面和刻线如图2所示。
为了数控加工而对于模型进行工艺准备处理，加了三块压紧工艺凸台和工艺基准孔。
由于采用逆向工程进行老旧机型模具复制尚属初次尝试，在技术上还不够娴熟，因此而点距偏大，曲面效果欠佳。如果缩小点距，生成足够多的点，再对点进行处理，提出坏点，則会真实地反应曲面。总而言之，通过利用逆向工程技术，能够很好地解决了老旧模具的数字化制造，并具有很好的应用价值。
结论
综上所述，鉴于传统设计技术中所存在的不足，逆向工程作为一门新的设计技术被应用于飞机制造业中。特别是早期机型的飞机，所使用的是样板制造模式，要对其进行维修和复制，就需要采用逆向工程技术解决。在未来的制造业发展中，逆向工程技术将具有更为广阔的应用空间。
参考文献
[1] 郑永平.基于逆向工程的数据数据[D].东北大学，2005.
[2] 张红金.逆向工程技术的应用[J].电子产品可靠性与环境试验，2005（10）.
[3] 肖胜兵，王铮.逆向工程在飞机制造业中的应用[J].机械工程师，2013（07）.
[4] 余娟，王志芳.逆向工程在模具制造中的应用[J].模具制造，2006（08）.
[关键词]逆向工程；飞机制造业；创新
中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）22-0243-01
在制造业中，逆向工程是较为常用的方法。这种方法的应用不但会提高产品质量，而且还能够加快生产进度，因此而形成了属于自身产品需求的设计制造体系。在开展数字化技术制造以前，飞机零件模具制造普遍以样板作为制造依据，依赖于简单的机械加工，甚至于采用手工方式来完成，不但工作效率低，而且产品的质量也很差。本单位早期机型的模具也主要就是采用这种简单的方法制造的。鉴于早期机型的飞机因没有数字化模型而无法采用数控加工的手段，采用逆向工程方法则可以完美地解决这一问题。
一、逆向工程技术在飞机制造业中的应用价值
信息技术的发展，数字化技术被广泛地应用于制造业当中，采用数控加工的方法进行模具加工，提高了工作效率，而且产品的质量也有所提高。然而早期机型的飞机并不会因为现代化技术的存在而遭到淘汰，但是从技术加工手段上而言，该模具在常规性检测、返修和复制的过程中，如果依然维持传统的加工手段，显然会造成人财物的浪费，也与目前制造手段格格不入。采用逆向工程技术，可以利用三维坐标数字化测量仪器测量样品准确地测量，以数据点集的形式获取三维坐标数据，经过处理后拟合成为曲面。
采用逆向工程技术的优势在于，针对没有涉及图纸的早期机型的飞机，可以采用三维坐标数字化测量仪器对于该样品模型生成三维数据，并构成曲面。经过编辑修改之后，可以将其传送到绘图软件系统当中。目前较为常用的绘图软件为CAD软件，当所构建的飞机三维图像曲面被传送到该绘图平台上之后，就可以生成为机械加工用图，在传统的机床上就可以将产品需要的零件加工出来。
二、逆向工程中需要完成工作内容
逆向工程技术是对于实物的数据化研究，并对于其进行曲面重构的过程。简而言之，就是从实物样品的表面获取数据，并将其转换为CAD模型。在数据处理上，被测样品所体现出来的曲面特点不同，就需要采用不同的方法进行曲面重构。但是从普遍意义上而言，逆向工程都要经历数据采集、数据格式化处理和曲面技术处理几个环节。其中，数据采集环节是实现样品表面数字化的过程，要从样品表面获取数据信息，就要选择适当的测量设备。经数据点集相互连接，构成三角网络化模式之后，就会形成样品表面的数据点集局部。如果数据点集过于密集，就需要进行技术化处理，剔除多余的数据点。工程样件的构成分为多张曲面，那么就可以对于样件进行分块处理。对于点集数据中可以形成曲面边界的部分进行分块处理以形成单张曲面或者是多张曲面，这就需要经历曲面拟合的环节。间隙数据和噪声数据的存在，加之点集数据中所存在的算法上的误差，往往会使样品模型不会符合我们所与其的均匀度。那么对于该模型还需要进行曲面光顾处理。
早期机型的模具进行研究，采用逆向工程技术可以实现样品表面的曲面重构。基于逆向工程以研究自由而规则曲面样件，对于规则曲面样品，具有一定复杂性的CAD模型，可以进行重构。即便是高级曲面，其存在着一定的自由度，在进行功能性分解之后，根据需要重构，可以获得令人满意的研究结果。
三、利用逆向工程技术解决老旧机型模具复制
采用逆向工程技术解决老旧机型模具复制堪为是一次尝试。该项模具为木质模具，是飞机玻璃成型的时候所使用的蒸压保型模具。逆向工程技术可以依据木质模具进行复制，设计成为符合现代技术要求的铝铸件。
（一）老旧机型模具复制中所存在的问题
将工艺方案诉诸于具体操作中，对于老旧机型模具的复制，是依据木质模具复制为一套非金属阴模，并以此为基础，经过模具钳工的打磨研修，完成铸件的加工。然而当对于加工完成的铸件进行常规检测的时候，发现铸件变形的幅度非常大，而且在铸件的内部出现了非常多的气孔，无法满足使用要求。这个加工而成的铸件成为了废品。考虑到材料选择上的因素，经过与设计人员协商，尝试使用铝质预拉伸板作为基础材料加工铸件。但是从工艺的角度而言，采用手工加工的方法将一块平板修成一套曲率非常复杂的模具，即便是使用机械加工的方式将部分余量去除掉，其程序也是非常复杂的，而且很难达到合格标准。
（二）利用逆向工程技术复制老旧机型模具
对于老旧机型模具进行复制的过程中，为了使加工形成的铸件符合使用标准，要对于模具型面反复地试冲，并不断地修改行业完善。对于合格的模具，要做出与其对应的数字化模型，并生成加工程序，在降低模具制造的投资成本的同时，还要提高了模具的生产效率。
要复制老旧机型模具，技术人员提出了逆向工程技术结合CAD/CAM系统，并使用三坐标测量机实测，再利用三维设计软件进行建模和编程。具体操作如下。
由于木质材料模具表面较软且含有裂纹，于是利用非金属阴模进行实测，点距20毫米，如图1所示为实测曲面和刻线的点云模型，导入三维设计软件进行处理。
生产曲面和刻线如图2所示。
为了数控加工而对于模型进行工艺准备处理，加了三块压紧工艺凸台和工艺基准孔。
由于采用逆向工程进行老旧机型模具复制尚属初次尝试，在技术上还不够娴熟，因此而点距偏大，曲面效果欠佳。如果缩小点距，生成足够多的点，再对点进行处理，提出坏点，則会真实地反应曲面。总而言之，通过利用逆向工程技术，能够很好地解决了老旧模具的数字化制造，并具有很好的应用价值。
结论
综上所述，鉴于传统设计技术中所存在的不足，逆向工程作为一门新的设计技术被应用于飞机制造业中。特别是早期机型的飞机，所使用的是样板制造模式，要对其进行维修和复制，就需要采用逆向工程技术解决。在未来的制造业发展中，逆向工程技术将具有更为广阔的应用空间。
参考文献
[1] 郑永平.基于逆向工程的数据数据[D].东北大学，2005.
[2] 张红金.逆向工程技术的应用[J].电子产品可靠性与环境试验，2005（10）.
[3] 肖胜兵，王铮.逆向工程在飞机制造业中的应用[J].机械工程师，2013（07）.
[4] 余娟，王志芳.逆向工程在模具制造中的应用[J].模具制造，2006（08）.